晶片载体结构及其制备方法和该结构在晶片加工中的用途技术

本发明专利技术涉及晶片‑载体‑结构，包括晶片(1)、载体系统(7、4、5)和连接层(3)，所述载体系统(7、4、5)包括载体(7)和弹性体层(4、5)，其中连接层为溶胶凝胶层。本发明专利技术还涉及用于根据本发明专利技术的晶片‑载体‑结构的覆层晶片，其中使用溶胶凝胶层作为相应晶片‑载体‑结构的连接层，本发明专利技术还涉及用于加工晶片背面的方法。

Chip carrier structure, method for producing the same, and use of said structure in wafer processing

The invention relates to a wafer carrier structure, including a wafer (1), (7, 4, carrier system 5) and the connecting layer (3), the carrier system (7, 4, 5) including carrier (7) and elastomer layers (4, 5), the connection layer is sol gel layer. The invention relates to a method for coating the wafer wafer carrier according to the structure of the invention, the sol gel layer as the link layer chip carrier corresponding structure, the invention also relates to a method for processing the wafer backside.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶片载体结构及其制备方法和该结构在晶片加工中的用途
本专利技术涉及一种晶片-载体-结构，包括晶片、载体系统和连接层，该载体系统包括载体和弹性体层，其中连接层为溶胶凝胶层。本专利技术还涉及一种用于根据本专利技术的晶片-载体-结构的覆层晶片，溶胶凝胶层作为相应晶片-载体-结构的连接层的用途，以及用于加工晶片背面的方法。
技术介绍
目前非常需要尽可能薄的电子构件和电路。在所述电子构件和电路(二极管、晶体管、集成电路、传感器等)的制备中，通过各种技术在晶片(任选掺杂的硅片、砷化镓片等)上引入结构和层，从而获得希望的电子功能。目前在必要制造步骤结束之后需要在晶片的正面(即活性侧面或存在引入结构的侧面)上设置保护膜或其它保护层。所述膜或层的目的是在晶片背面的后续打薄和/或其它加工过程中保护晶片的正面，特别是施加在其上的电结构和机械结构。通过例如磨削、研磨、打磨、蚀刻晶片背面等技术进行打薄。所述措施的目的是减小晶片的最初厚度。减小的程度由打薄过程和/或其它后续过程步骤中预期的机械负载和热负载决定：由于晶片在打薄时已经经过了大量过程步骤，其已经具有高的经济价值。因此必须保持尽可能小的晶片破碎风险。因此通常不能实现真正希望的打薄程度，否则由于晶片破碎而产生过高损失。根据现有技术，在打薄之后为了改进晶片的破裂性能，通常对晶片背面进行化学处理。在可能的清洗步骤之后从晶片表面揭去或以其它方式除去保护膜。之后可以进行其它制造步骤和/或用于改进晶片性能的措施以及例如用于品质控制的检查。反复用金属层覆盖打薄晶片的背面。这种涂布法通常经由喷溅或类似的沉积法在真空中进行，并且通常造成热负载。之后将晶片背面朝下(活性侧面朝上)地放置在锯齿膜、膨胀膜或框架上。然后进行晶片的分拆，即晶片被分拆为单独的构件(微型板、模具)。通常通过旋转分离盘或其它机械锯切装置进行分拆。也可以使用激光分离法。晶片在分拆时也可能破碎，其中可以使用部分支持的方法，例如划刻。由于所述原因，用常规方法非常难以处理或制备极薄晶片。困难的原因特别在于晶片在打薄时和打薄之后必须经受机械负载。所述负载特别在如下过程中出现：-晶片打薄过程，其中晶片在剧烈打薄时倾向于成波浪形，-在揭去保护膜或保护层的过程中，保护膜或保护层用于在打薄时保护晶片的正面；-将晶片放置在锯齿膜上的过程，和-各个制造步骤之间的运输过程，特别是在涂布背面时，其中即使在晶片分拆之后已经存在背面涂层，仍然至少出现热负载。除了所述方法之外，目前还使用如下方法：在打薄过程之前，晶片的正面已经通过打磨划刻结构、划刻、化学蚀刻、等离子体蚀刻凹槽和/或结构而结构化，使得这些结构在通过机械和/或化学方法进行的背面后续打薄过程中允许对晶片进行分拆。对于晶片的打薄和其它加工，公开文献DE10353530和WO2004/051708记载了上述技术的一种替代形式：在所述文献中提出，对于晶片的打薄和后续加工，使用分离层和载体层，其中分离层为等离子体聚合物层，相比于晶片，分离层更牢固地粘合至载体层。由于等离子体聚合方法使得本领域技术人员可以调节等离子体聚合物层的粘合性能或粘附性能，该层能够被设计成相比于晶片与载体层具有更大的粘合强度。可以调节与晶片的粘合强度，使得即使极薄的晶片也可以与分离层(和载体层)脱离，而不会出现过高的机械负载。所述文献中公开的方法的缺点在于，其中提出的载体层的适应性不佳：特别对于三维结构化晶片表面(例如设置有凸起的晶片或表面上具有底切的晶片)，提出的载体层(例如聚酰亚胺或聚酰胺)过硬：由于等离子体聚合物分离层基本上以厚度不变的层覆盖晶片的表面结构，例如底切的中间空间或凸起之间的中间空间需要被载体层的材料填充。如果情况如此，则会由于载体层的硬度造成载体层不能无损地与晶片重新脱离。如果载体层未填充表面结构，则留下空腔，所述空腔负面影响载体层和分离层之间的粘合并且可能造成不希望的夹杂物。此外，由于载体层和晶片不同的热膨胀系数，对晶片产生额外的机械应力。WO2007/09946A1中公开了一种分离方法，其中在打薄之后可以以机械方式分离打薄的晶片。这通过使用等离子体聚合物分离层结合弹性体层而实现。
技术实现思路
鉴于现有技术的背景，本专利技术的目的是提供一种改进的晶片-载体-结构，所述晶片-载体-结构允许特别在打薄之后以机械方式分离经加工晶片，而不会损坏晶片。对于晶片-载体-结构的形成，希望需要尽可能低的技术成本，特别是涉及到所使用的仪器。根据本专利技术，通过一种晶片-载体-结构实现所述目的，该晶片-载体-结构包括：晶片，载体系统，该载体系统包括载体和弹性体层，其中，弹性体层面对晶片，和连接层，其中，连接层为溶胶凝胶层并且由如下单体制得(1)Si(OR1)4，和如下一种、两种或全部单体(2)Si(OR1)3R2，(3)Si(OR1)2R3R4，和(4)Si(OR1)R5R6R7其中每个R1彼此独立地表示H或C1-C8烷基，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此独立地表示C1-C20烷基，氟化C1-C20烷基，C1-C20氨基烷基、C2-C20烯基，芳基，氟化芳基，单烷基化、二烷基化或三烷基化C1-C4芳基，其中，烷基化的碳原子数彼此独立和/或其中所述基团也可以是氟化的，或者表示C3-C20环氧基团。优选地，晶片在其正面上包括电子构件，其中通过根据本专利技术使用的连接层保护所述正面。根据本专利技术优选这样的晶片-载体-结构：其中在连接层中每个R1彼此独立地表示H或C1–C5烷基，和/或R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此独立地表示C1-C8烷基，氟化C1-C8烷基，C1-C8氨基烷基、C2–C8烯基，芳基，氟化芳基，单、二或三C1-C4烷基化的芳基，其中烷基化的碳原子数彼此独立和/或其中所述基团也可以是氟化的，或者表示C3–C8环氧基团。在连接层的制备中，优选的溶剂选自醇，特别是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、水、质子惰性的溶剂，特别是PGMEA(1-甲氧基-2-乙酸丙酯)、丙酮或乙酸乙酯。特别优选的溶剂选自醇，特别是2-丙醇和2-甲基-1-丙醇。在连接层的制备中，用于溶胶凝胶反应的优选活化剂选自酸和碱，特别是TMAH(四甲基氢氧化铵)、甲酸、盐酸和硫酸。还优选的活化剂为路易斯酸或路易斯碱，有机金属化合物例如三丁基锡或含氟化合物，例如TBAF(四丁基氟化铵)或氟化铯。特别优选的活化剂为TMAH、TBAF和硫酸。特别优选地，在根据本专利技术的连接层中，每个R1彼此独立地表示H或C1-C3烷基，和/或R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此独立地表示C1-C3烷基或氟化C1-C3烷基。出人意料地，根据本专利技术的晶片-载体-结构可以非常容易的并且特别无需较大机械应力即可使晶片重新分离。在分离之后能够例如以化学方式除去溶胶凝胶层。根据本专利技术使用的溶胶凝胶层的优点在于，溶胶凝胶层的性能通常可以与要求相适应。优选在≤450℃的条件下耐热而无化学变化的溶胶凝胶层。根据本专利技术使用的溶胶凝胶层基于硅，因此与弹性体(特别是基于硅的弹性体)良好相容。此外，根据本专利技术使用的连接层成本低廉并且无毒性。在聚合之后，溶胶凝胶层在长时间内化学稳定。由于所使用的单体，溶胶凝胶层可以被容易地引入典型的晶片制造过程，因为其例如可以由流体制得。优选这样的根据本专利技术的晶片-载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片‑载体‑结构，包括：‑晶片，‑载体系统，该载体系统包括载体和弹性体层，其中，弹性体层面对晶片，和‑连接层，其中，该连接层为能由单体(1)Si(OR1)

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 DE 102014219095.91.一种晶片-载体-结构，包括：-晶片，-载体系统，该载体系统包括载体和弹性体层，其中，弹性体层面对晶片，和-连接层，其中，该连接层为能由单体(1)Si(OR1)4和如下一种、两种或全部单体(2)Si(OR1)3R2、(3)Si(OR1)2R3R4和(4)Si(OR1)R5R6R7制得的溶胶凝胶层，其中，每个R1彼此独立地表示H或C1-C8烷基，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此独立地表示C1-C20烷基，氟化C1-C20烷基，C1-C20氨基烷基、C2-C20烯基，芳基，氟化芳基，单、二或三C1-C4烷基化芳基，其中，烷基化的碳原子数彼此独立和/或其中所述基团也可以是氟化的，或者表示C3-C20环氧基团。2.根据权利要求1所述的晶片-载体-结构，其中，单体(1)的物质量与单体(2)、(3)和(4)的总物质量的比例为0.032(1:31.25)至1.6(1.6:1)，优选0.05至1(1:20至1:1)，特别优选0.064至0.5(1:15.63至0.5:1)。3.根据权利要求1或2所述的晶片-载体-结构，其中，所述连接层的层厚度为10nm至200nm，优选20nm至150nm，特别优选30nm至100nm。4.根据前述权利要求任一项所述的晶片-载体-结构，其中，每个R1彼此独立地表示C1-C3烷基，和/或R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·洛伦茨，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP